המתחם הסולארי "שמש" - תנור מראה של ברית המועצות

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

כשמסתכלים על התמונה של בניין ייחודי, קשה לדמיין שלא מדובר בתפאורה לסרט פנטסטי, אלא באובייקט יבשתי לחלוטין. ההיסטוריה שלו החלה בשנות ה-80, כאשר החלה בנייתו של התנור הסולארי הגדול בעולם במרחבי ארץ הסובייטים (באוזבקיסטן).

יתרה מכך, גדולתו ועוצמתו של מתחם השמש "שמש" אינם כל כך בצורות העתידניות של המבנה, אלא בפונקציונליות, מכיוון שההתקנה שלו מסוגלת להעלות את הטמפרטורה בכבשן ל-3500 מעלות צלזיוס בעניין של שניות, תוך שימוש רק באנרגיה של גוף התאורה.

הבנייה יוצאת הדופן החלה בשנת 1981 למרגלות הטיאן שאן בגובה 1100 מ' מעל פני הים. שטחה של אוזבקיסטן, שהייתה אז חלק מברית המועצות, לא נבחר במקרה, שכן נדרשו סוג זה של תנאים מיוחדים מורכבים וכאן הם תאמו את הדרישות המדעיות הבסיסיות.

ראשית, האובייקט כולו חייב להיות ממוקם על מסת סלע אינטגרלית כדי למנוע הרס במהלך רעידות אדמה, וכל רעידות בקרום כדור הארץ לא איבדו את הכיוון המבוסס של ההליוסטטים למרכז.

שנית, באזור זה במהלך השנה יותר מ-270 ימים איכות אור השמש המכוון תואמת את הפרמטרים הנדרשים.

והכי חשוב, יש מעט מאוד אבק באטמוספירה בגובה הזה, כי המתחם הזה נועד לעבוד עם חומרים טהורים במיוחד.

עובדה מעניינת: אב טיפוס של עצם שמש כזה קיים רק בפונט-רומא-אודייו, על מדרונות הפירנאים המזרחיים, בצרפת. מאז 1970, מרכז מחקר לחקר חומרים בטמפרטורות גבוהות מבצע את מחקריו על בסיס המתחם.

הפיתוח ההנדסי של המתחם הזה עלה לאוצר המדינה כסף נפלא, אבל התוצאה עלתה אפילו על הציפיות הנועזות ביותר. לא רק שהמבצע כמעט בחינם, אלא שהמדענים קיבלו בסיס ייחודי למחקר. כדי ש"מכון השמש" יפעל במלואו, נדרשו מאמצים והתלהבות רבים מצד המדענים שעבדו בפיקוחו של האקדמאי ש' אזימוב, כי חישוב ופיתוח מתקנים ניסיוניים דרשו ידע מיוחד.

התכנון המורכב של התנור הסולארי דרש חישובים מדויקים, בהתחשב בכך שמדובר במתחם אופטי-מכני מורכב המצויד במערכות בקרה אוטומטיות. הוא מורכב מ-4 יחידות מבניות, אחת מהן היא שדה הליוסטט הממוקם במדרון מתון, עליו מותקנים 62 הליוסטטים המורכבים מ-195 אלמנטים שטוחים של מראה בתבנית דמקה.

מול המראות הנשלטות אוטומטית של שדה ההליוסטט נמצא רכז פרבולואידי (קעור) העשוי מ-10700 מראות הפזורות על פני שטח של 1840 מ"ר. מבנה זה הוא המסוגל ליצור זרימת אנרגיה נייחת בצפיפות גבוהה באזור המוקד של הרכז, המופנה למגדל המרכזי, בו נוצרת טמפרטורה של מעל 3500 מעלות צלזיוס, שהיא המקבילה ל- אנרגיה של "10 אלף שמשות".

מעניין: קוטר המראה הפרבולית במתחם הסולארי "שמש" הוא 47 מ', ובתנור הסולארי אודייליה - 54 מ'.

מטבע הדברים, אף אחד לא משתמש בכוחות-על כאלה למען התכה בנאלית של מתכות, הם משמשים למטרות מדעיות, שכן לא ניתן לבצע בדיקות של ציוד וחומרים המעורבים בתעשיות התעופה והחלל בתנאים רגילים.

לדוגמה, כדי ליצור עור של חללית או תחנה מסלולית, אתה צריך לדעת בדיוק איך גוף העצם סובל חום בחשיפה מתמדת לאור השמש וכיצד הוא מגיב לירידה חדה בטמפרטורה.ברור לכולם שלימודים כאלה לא יתאפשרו ללא המתחם הסולארי. אמנם מתקנים כאלה יכולים לשמש בקלות למטרות שונות, למשל לייצור חשמל, דלק מימן או יצירת ננו-חומרים, כמו גם להתכת פלדה וחומרים בעלי חוזק גבוה אחרים.

היתרונות של תנור סולארי:

- הודות למערכת המראות והרכזים, ניתן היה להעלות את הטמפרטורה מעל 3500 מעלות ממש תוך שניות, מה שמאפשר להשיג חומרים טהורים ללא זיהומים במוצא;

- מערכת השמש מסוגלת לספק שינוי טמפרטורה מיידי, המאפשר לחקור ביסודיות את ההשפעה של זעזועים תרמיים על חומרים;

- בטיחות סביבתית מובטחת בשל העובדה שהאובייקט שעובר מחקר מחומם רק בקרינה. המשמעות היא שהתנור אינו מייצר מזהמים.

למרות העובדה שברית המועצות נעלמה מזמן, שונה שמו של "מכון השמש" למכון הפיזיקו-טכני של NPO "פיזיקה-שמש" של האקדמיה למדעים של אוזבקיסטן, ובאותו אופן הוא עוסק בהשראת מחקר עבודה, מתנסים בקביעות עם פאנלים סולאריים, ננו-חומרים, אופטואלקטרוניקה ועוד רבים אחרים.

לדברי עורכי Novate. Ru, המוסד המדעי עוסק גם בפעילות מסחרית, מכיוון שטכנולוגיות מודרניות זקוקות יותר מתמיד לאופטואלקטרוניקה מדויקת ביותר, מוליכים למחצה טהורים, קרמיקה מיוחדת, אלמנטים אולטרה-מדוייקים ליצירת ציוד רפואי וציוד רפואי וכו'.

גם התיירות הפכה פופולרית לאחרונה. חברות הנסיעות מארגנות טיולים חד-יומיים מרגשים כך שכל אחד יוכל לראות במו עיניו את גדולתו של "מכון השמש" והתנור הייחודי שלו.